DE3335277A1 - Elektrisch betriebenes heizelement fuer eine spritzgiessmaschine oder ein heisskanalwerkzeug - Google Patents

Elektrisch betriebenes heizelement fuer eine spritzgiessmaschine oder ein heisskanalwerkzeug

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Description

  • Elektrisch betriebenes Heizelement für eine
  • Spritzgießmaschine oder ein Heißkanalwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch betriebenes Heizelement für eine Spritzgießmaschine oder ein Heißkanalwerkzeug zum Aufheizen einer Materialschmelze, mit einem mit einer Zuführöffnung und einer Austrittsöffnung versehenen Kanal für die Materialschmelze und einem Heizstab mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand, der an dem dem elektrisehen Anschluß abgewandten Ende mit einem Metallkörper verbunden ist, der einen geringen effektiven elektrischen Widerstand aufweist.
  • Es ist ein elektrisch betriebenes Heizelement dieser Art bekannt (DE-PS 28 24 971), bei dem der Heizstab im Bereich seiner Spitze über Stege, die eine oder mehrere Austrittsöffnungen für die aus dem ringförmigen Strömungskanal austretende Kunststoffmasse begrenzen, mit dem Mantelteil verbunden ist, wobei zwischen der Spitze und dem Schaft des Heizstabes ein Bauteil mit großer, von der im Bereich der Austrittsöffnungen austretenden Kunststoffmasse benetzter Oberfläche angeordnet ist und der maximale Querschnitt dRs Bauteils mit großer Ob er fläche gleich oder größer ist als der Querschnitt des Schaftes des Heizstabes.
  • Der Kanal für die Kunststoffmasse wird bei diesem Heizelement durch den mittigen Heizstab und durch den Außenmantel des Heizelements begrenzt. Da somit der Heizstab, an dem eine hohe elektrische Teilspannung anliegt, unmittelbar von der Kunststoffmasse beaufschlagt wird, kann mit diesem Heizelement nur eine elektrisch isolierend wirkende Materialschmelze aufgeheizt werden. Das bekannte Heizelement ist nicht für Metallschmelzen verwendbar.
  • Es ist ferner ein elektrisch betriebenes Heizelement bekannt (US-PS 3 520 026), das in einen Kanal eines Heißkanalwerkzeuges eingetaucht wird, durch den die Materialschmelze geführt wird.
  • Dieses Heizelement weist einen mittigen Metallkern auf, der an dem dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Außenmantel aus Metall verbunden ist, wobei außerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Metallkern und dem Außenmantel eine Isolierschicht angeordnet ist.
  • Der Metallkern wird aus Kupfer oder dergleichen gefertigt und weist einen geringen effektiven elektrischen Widerstand auf, während der Außenmantel aus einem Metall mit einem hohen effektiven elektrischen Widerstand hergestellt wird. An dem Außenmantel liegt somit eine hohe Teilspannung an, so daß mit diesem Heizelement ebenfalls keine Metallschmelzen aufgeheizt werden können. Es kommt hinzu, daß der Metallkern einen großen Quersehnitt besitzt und somit der Gesamtquerschnitt des Heizelements entsprechend groß ist und dieses Heizelement nicht für Spritzgießformen verwendet werden kann, deren Formnester in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betriebenes Heizelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es auch zum Aufh-eizen von Metallschmelzen verwendet werden kann und geringe Querschnittsabmessungen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kanal für die Materialachmeize in dem Metallkörper mit einem geringen effektiven elektrischen Widerstand vorgesehen ist und benachbart dem Kanal im Metallkörper ein Heizstab oder mehrere Heizstäbe angeordnet ist bzw. sind, wobei außerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Heizstab und dem Metallkörper eine Isolierschicht vorgesehen ist, deren Dicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,2 mm liegt.
  • Die Isolierschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,2 mm und wird aus einer Keramikmasse hergestellt.
  • Der Heizstab oder die Heizstäbe können aus einem Chrom-Nickel-Stahl und der mit dem Kanal versehene Metallkörper aus einem Baustahl gefertigt werden.
  • Da die außerhalb der Verbindungsstelle zwischen den Heizstäben und dem Metalikörper zwischen den Heizstäben und dem Metallkörper vorgesehene Isolierschicht eine sehr geringe Dicke aufweist, behindert sie nur unwesentlich die Wärmeleitung von den Heizstäben zu dem Metallkörper, so daß dieser und die durch den Kanal geführte Materialschmelze intensiv aufgeheizt werden. Da an dem Metallkörper nur eine geringe Teilspannung anliegt, kann durch den Kanal auch eine Metallschmelze geführt werden.
  • Hierdurch ergibt sich ein weites Einsatzgebiet für das erfindungsgemäße elektrisch betriebene Heizelement.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung einer vorteilhaften beispielsweisen Ausführungsform.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein elektrisch betriebenes Heizelement im Grundriß und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. lund Fig. 3 eine Anordnungsmöglichkeit der Heizelemente in einem Heißkanalsystem.
  • Das Heizelement weist einen Metallkörper 1 auf, der mit einem geringen effektiven elektrischen Widerstand versehen ist und aus einem Baustahl gefertigt sein kann. Dieser Metallkörper ist mit einem Kanal 2 zum Durchführen einer Materialschmelze, z.B. einer Metallschmeize oder einer Kunststoffschmelze, ausgerüstet, der am oberen Ende mit einer Zuführöffnung 3 und am unteren Ende mit Austrittsöffnungen 4 ausgestattet ist.
  • In dem Metallkörper sind ferner im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Heizstäbe 5 angeordnet, die einen hohen effektiven elektrischen Widerstand aufweisen und aus einem Chrom-Nickel-Stahl gefertigt sein können. Durch elektrische Widerstandsheizung werden diese Heizstäbe auf die gewünschte Temperatur gebracht.
  • Am oberen Ende 6 sind die Heizstäbe mit einer Anschlußplatte 7 verbunden, der über ein Kabel 8 der elektrische Strom zugeführt wird.
  • Die Anschlußplatte weist eine Bohrung 9 auf, die mit Abstand einen Zapfen 10 des Metallkörpers 1 umgreift. Der Zapfen 10 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das eine Abdeckplatte 11 geschraubt ist.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, auf dieses Außengewinde zu verzichten und die Abdeckplatte mittels Schrauben 12 an dem Metallkörper 1 festzulegen.
  • Zwischen der Abdeckplatte 11 und der Anschlußplatte 7 sowie zwischen der Anschlußplatte 7 und dem Metallkörper 1 sind Isolierscheiben 13, 14 angeordnet.
  • An der dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende 15 sind die Heizstäbe 5 mit dem Metallkörper 1 verbunden. Außerhalb dieser Verbindungsstelle ist zwischen den Heizstäben 5 und dem Metalikörper 1 eine Isolierschicht 16 vorgesehen, die eine geringe Dicke von ca. 0,2 mm aufweist und aus Keramikmasse besteht.
  • In dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Heizstab 5 benachbart der Verbindungsstelle (15) einen verengten Querschnitt 17 auf. Im Bereich des verengten Querschnittes erfolgt eine erhöhte Aufheizung des Heizstabes, durch die der Materialschmelze benachbart den Austrittsöffnungen 4 eine erhöhte Wärmemenge zugeführt wird. Derartige Einschnürungen des Heizstabes 5 können auch an anderen Stellen, um dort eine erhöhte Wärmeerzeugung zu erzielen, angeordnet werden.
  • In der Fig. 3 sind zwei Heizelemente 18 und 19 dargestellt, von denen das Heizelement 18 in einem zu einem Formnest 20 führenden Angußkanal 21 angeordnet ist. Die den Kanal 2 des Heizelementes durchströmende Materialschmelze gelangt über die Austrittsöffnungen 4 in eine Vorkammer 22 und strömt von dieser Vorkammer durch eine Angußöffnung 23 in das Formnest 20. Dem Kanal 2 des Heizelements 18 wird die Materialschmelze durch den Kanal 2 des Heizelements 19 zugeführt. Das Heizelement 19 bildet somit einen Heißkanal und kann auch mit weiteren Heizelementen zu einem sich aus mehreren Heißkanalabschnitten zusammensetzenden Heißkanalsystem kombiniert werden.
  • Da das Heizelement mit mehreren Heizstäben ausgerüstet ist, können diese Heizstäbe auch einzeln oder in Gruppen elektrisch angesteuert werden, so daß die Heizleistung in einem weiten Bereich regelbar ist. Die Heizleistung kann somit den jeweiligen Erfordernissen in Hinsicht auf die den Kanal 2 durchströmende Materialschmelze angepaßt werden.
  • Bezugszeichen 1 Metallkörper 2 Kanal 3 Zuführöffnung 4 Austrittsöffnung 5 Heizstab 6 Ende 7 Anschlußplatte 8 Kabel 9 Bohrung 10 Zapfen 11 Abdeckplatte 12 Schraube 13 Isolierscheibe 14 Isolierscheibe 15 Ende 16 Isolierschicht 17 Querschnitt 18 Heizelement 19 Heizelement 20 Formnest 21 Angußkanal 22 Vorkammer 23 Angußöffnung - Leerseite -

Claims (9)

  1. P atentansprüche Elektrisch betriebenes Heizelement für eine Spritzgießmaschine oder ein Heißkanalwerkzeug zum Aufheizen einer Materialschmelze, mit einem mit einer Zuführöffnung und einer Austrittsöffnung versehenen Kanal für die Materialschmelze und einem Heizstab mit einem hohen effektiven elektrischen Widerstand, der an dem dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Metallkörper verbunden ist, der einen geringen effektiven elektrischen Widerstand aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kanal 2 in dem Metallkörper (1) mit einem geringen effektiven elektrischen Widerstand vorgesehen ist und benachbart dem Kanal im Metallkörper ein Heizstab (5) oder mehrere Heizstäbe (5) angeordnet ist bzw. sind, wobei außerhalb der Verbindungsstelle (15) zwischen dem Heizstab (5) und dem Metallkörper (1) eine Isolierschicht (16) vorgesehen ist, deren Dicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt.
  2. 2. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht eine Dicke von 0,2 mm aufweist und aus einer Keramikmasse besteht.
  3. 3. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (5) oder die Heizstäbe aus einem Chrom-Nickel-Stahl und der Metallkörper (1) aus einem anderen Stahl gefertigt sind.
  4. 4. Elektrisch betriebenes Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Heizstabes (5) oder der Heizstäbe (5) parallel zur Längsachse des Kanals (2) verläuft bzw. verlaufen.
  5. 5. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstäbe benachbart der Verbindungsstelle (15) zwischen den Heizstäben und dem Metallkörper einen verengten Querschnitt (17) aufweisen.
  6. 6. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Verbindungsstelle (15) abgewandte Ende der Heizstäbe mit einer mit der Stromzuführung versehenen Anschlußplatte (7) verbunden und zwischen dem Metalikörper (1) und der Anschlußplatte Isolierungen angeordnet sind.
  7. 7. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (7) eine Bohrung (9) aufweist, die mit Abstand einen Zapfen (10) des Metallkörpers umgreift und der Zapfen mit einem Außengewinde versehen ist, auf das eine Abdeckplatte (11) geschraubt ist.
  8. 8. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckplatte (11) und der Anschlußplatte (7) sowie zwischen der Anschlußplatte und dem Metallkörper (1) Isolierscheiben (13,14) angeordnet sind.
  9. 9. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte mittels Schrauben (12) an dem Metallkörper (1) befestigt ist.
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